高原地区城市污水处理厂活性污泥特征解析及性能研究

With the rapid development of society and economy in plateau area, the plateau's main city sewage emissions increase gradually. It is imminent to further strengthen the effective treatment for sewage on the plateau. It has a certain influence to be the traditional activated sludge wastewater treatment method to ensure the effective removal of pollutants in wastewater that the characteristics of Plateau region of high altitude, low temperature and low oxygen content and strong solar radiation, etc. It has great significance to master the plateau area activated sludge characteristics and performance of pollutant degradation on the plateau region of environmental protection. This study aimed at plateau city sewage effectively deal with the problem. The research object is activated sludge which the key of urban sewage treatment. First of all, the plateau city sewage treatment plant activated sludge microbial community structure and diversity was studied using microbial test means such as high-throughput sequencing. Then the removal performance of Activated sludge to the sewage in the organic matter, nitrogen and phosphorus was studied under the influence of environmental factors through field tests and model experiments. On this basis, Activated sludge on pollutants removal dynamics model was established by the methods of model analysis under the condition of the plateau. Finally, Activated sludge process parameters were optimized by combined with the plateau characteristics of urban sewage water quantity, water quality. The optimized results could realize the plateau city sewage treatment plant activated sludge process of process control.

随着我国高原地区社会、经济的快速发展，高原主要城市的生活污水排放量逐渐增加，进一步加强对高原生活污水的有效处理迫在眉睫。但高原地区高海拔、低气温、低含氧量及强太阳辐射等特点，可能会对传统的污水处理活性污泥法具有一定的影响，难以保证污染物的有效去除。掌握高原地区活性污泥特征及其对污染物降解性能对高原地区的环境保护具有重要意义。本研究针对高原城市生活污水的有效处理问题，以城市生活污水处理的关键——活性污泥为研究对象，采用现场和室内模拟试验、模型分析等方法，利用微生物高通量测序等试验手段，首先研究高原城市污水处理厂活性污泥微生物群落结构及多样性，随后研究高原多环境因素影响下活性污泥对生活污水中有机物、氮、磷的去除规律，在此基础上，建立高原条件下活性污泥对污染物去除的动力学模型，结合高原地区城市生活污水水量、水质等特点，优化活性污泥法工艺参数，从而实现对高原地区城市污水处理厂活性污泥法的工艺调控

高海拔地区污水处理厂对改善高海拔地区的环境质量，巩固污染防治与生态保护，确保高海拔地区经济社会可持续发展有着重大的意义。本项目以西藏高原地区典型城市生活污水处理厂-拉萨污水处理厂为研究对象，通过对高原地区城市污水处理厂活性污泥特征及其对污染物降解性能的研究，得到了以下结论：.（1）高原地区采用活性污泥法处理生活污水可行。低海拔污水处理厂活性污泥四个季节细菌菌群相对丰度和物种组成均匀度同期相比高于高海拔污水处理厂。高海拔污水处理厂活性污泥中细菌菌群结构组成相对于低海拔变化明显。相关性分析指出，COD、F/M、SS、MLSS与SV呈显著正相关，COD、BOD5与NH3-N呈负相关，水温、DO与高度呈负相关。低海拔活性污泥中细菌物种丰富度和均匀度的改变主要受到水质因子的影响，高海拔活性污泥中细菌丰富度和均匀度的变化同时受到操作、水质和地理因子的影响，其中海拔的影响度最大。.（2）高原条件下采用接种法培养驯化活性污泥45d完成污泥培养驯化，出水水质稳定。通过不同工况比较，当COD/N比为7或DO为2-2.5mg/L时，活性污泥中微生物菌群相对丰度和物种组成均匀程度最大，处理效果最好。活性污泥中微生物群落结构随不同的COD/N比或DO而变化。高原地区污水处理厂曝气量计算应根据实际情况采用计算方法。当水温为20±1℃时处理效果最好。当紫外线照射强度为7W/m2时，活性污泥中细菌和真菌菌群相对丰度和物种组成均匀程度最大，COD和TP去除率最大。在紫外线照射强度为9W/m2时，活性污泥中古菌菌群相对丰度和物种组成均匀程度最大，NH4-N+去除率最大。.（3）以ASM3模型为基础，结合SMP和EPS的形成降解模型加之“同步贮存与生长”理论，引出M-ASM3模型，且经小试后对M-ASM3模型灵敏度高的一些参数做了校正，使模型出水与试验出水基本吻合。同时为验证校正后的模拟结果是否能够很好地模拟高原CASS污水处理工艺出水，通过实验室小试装置实测数据对模拟结果进行检验分析，表明该模型能够适用于模拟高原CASS污水处理工艺。